Какой будет период колебаний пружинного маятника T, если к одной и той же пружине одновременно подвесить два груза, если в первом случае период колебаний T1 равен 1 с, а во втором случае T2 равен 2,4 с?
Физика 11 класс Колебания и волны период колебаний пружинного маятника пружина и грузы T1 и T2 физика 11 класс колебания маятника
Чтобы найти период колебаний пружинного маятника T, когда к одной и той же пружине подвешиваются два груза, нам нужно использовать формулу для периода колебаний пружинного маятника:
T = 2π√(m/k),
где:
Теперь рассмотрим два случая:
T1 = 2π√(m1/k).
T2 = 2π√(m2/k).
Теперь мы можем выразить массы через периоды:
√(m1/k) = T1/(2π),
m1 = k * (T1/(2π))^2.
√(m2/k) = T2/(2π),
m2 = k * (T2/(2π))^2.
Теперь, когда мы подвешиваем два груза одновременно, их массы складываются:
m = m1 + m2.
Подставим выражения для m1 и m2:
m = k * (T1/(2π))^2 + k * (T2/(2π))^2.
Вынесем k за скобки:
m = k * [(T1/(2π))^2 + (T2/(2π))^2].
Теперь подставим это значение массы в формулу для периода T:
T = 2π√(m/k) = 2π√{(k * [(T1/(2π))^2 + (T2/(2π))^2]) / k} = 2π√{[(T1/(2π))^2 + (T2/(2π))^2]}.
Упростим это выражение:
T = 2π * √{(T1^2 + T2^2) / (4π^2)} = √{T1^2 + T2^2}.
Теперь подставим известные значения T1 и T2:
T = √{1^2 + 2.4^2} = √{1 + 5.76} = √{6.76}.
Вычислим значение:
T ≈ 2.6 с.
Таким образом, период колебаний пружинного маятника T будет примерно равен 2.6 секунды.